W jaki sposób kontrola harmoniczna i reaktywna kompensacja mocy mogą współpracować w celu zwiększenia stabilności systemu zasilania?

Wśród licznych wyzwań związanych z jakością energii, przed którymi stoją nowoczesne systemy elektroenergetyczne, zanieczyszczenie harmoniczne i niewystarczająca moc reaktywna to dwa podstawowe problemy, które najsilniej wpływają na stabilne działanie sieci energetycznej. W tym artykule, Geyue Electric, z profesjonalnej perspektywy producenta sprzętu do reaktywnego zasilania o niskim napięciu, głęboko zbadamy opracowanie mechanizmu pracy między technologią kontroli harmonicznej a systemami kompensacyjnej mocy reaktywnej. Dokładnie przeanalizujemy również, w jaki sposób ten mechanizm współpracy zwiększa stabilność systemu zasilania i systematycznie opracowuje zalety techniczne i wartość zastosowania nowego kompleksowego rozwiązania poprzez przypadki praktyki inżynieryjnej.

Wyzwania dla stabilności systemów elektrycznych

Wraz z ciągłym doskonaleniem poziomów automatyzacji przemysłowej i trwałym rozszerzeniem nowej wytwarzania energii energetycznej, nowoczesne systemy energetyczne stoją obecnie w obliczu bezprecedensowych wyzwań pod względem jakości energii. Powszechne stosowanie obciążeń nieliniowych doprowadziło do coraz poważniejszego zanieczyszczenia harmonicznego w sieci energetycznej, podczas gdy wzrost obciążeń indukcyjnych spowodował, że zapotrzebowanie na moc reaktywną w celu utrzymania. Te dwa problemy współdziałają ze sobą, grożąc bezpiecznym i stabilnym działaniu systemu zasilania.

W polu produkcji przemysłowej obciążenia nieliniowe, takie jak sprzęt napędowy o zmiennej częstotliwości, urządzenia prostownika i elektryczne piece łukowe, wytwarzają dużą ilość prądu harmonicznego. Te komponenty prądu o wysokiej częstotliwości powodują nie tylko przegrzanie i nieprawidłowe działanie urządzeń elektrycznych, ale także mogą wywoływać rezonans sieciowy, prowadząc do nieprawidłowych działań urządzeń ochronnych. Jednocześnie moc reaktywna zużywana przez sprzęt indukcyjny, taki jak silniki i transformatory, doprowadzi do zmniejszenia współczynnika mocy, wzrostu strat linii i wzrostu wahań napięcia.

Bardziej skomplikowane jest to, że problem harmoniczny i problem mocy reaktywnej często przeplatają się ze sobą. Tradycyjne pojemniki reaktywne rekompensaty zasilania są podatne na uszkodzenia przeciążenia w środowisku harmonicznym, podczas gdy pasywne urządzenia filtrowania nie mogą zaspokoić zapotrzebowania na dynamiczną kompensację mocy reaktywnej. Ten wzajemnie restrykcyjny związek utrudnia jedno rozwiązanie zarządzania osiągnięcie pożądanego efektu; Dlatego należy przyjąć drogę techniczną optymalizacji współpracy.

Mechanizm interakcji między problemami harmonicznej i reaktywnej

Rozmnażanie prądów harmonicznych w układzie elektrycznym znacząco wpływa na wydajność urządzeń do kompensacji mocy reaktywnej. Gdy w sieci energetycznej znajdują się duże elementy harmoniczne, kondensatory boczne mogą odczuwać wzmocnienie harmoniczne. Dzieje się tak, ponieważ kondensatory mogą tworzyć równoległe obwody rezonansowe z indukcyjnością układu przy określonych częstotliwościach harmonicznych, co prowadzi do nieprawidłowej amplifikacji napięcia w zlokalizowanych obszarach. Ten efekt rezonansowy nie tylko przyspiesza starzenie się dielektrycznego kondensatora, ale w ciężkich przypadkach może również prowadzić do rozpadu izolacji sprzętu.

Z drugiej strony wahania mocy reaktywnej wpływają również na skuteczność kontroli harmonicznej. Gdy niedobór mocy reaktywnej w systemie jest znaczący, napięcie siatki doświadczy zauważalnych wahań. Te zmiany napięcia zmienią punkty operacyjne obciążeń nieliniowych, wpływając w ten sposób na ich charakterystykę emisji harmonicznej. Zwłaszcza w przypadku obciążeń indukcyjnych szybkim zmianom zapotrzebowania na moc reaktywną często towarzyszą drastyczne fluktuacje w widmie harmonicznym, co stawia wyższe wymagania dotyczące dynamicznej reakcji sprzętu kontrolnego harmonicznego.

W praktyce inżynieryjnej stwierdzono, że chociaż pasywne urządzenia filtrowania mogą odfiltrować określone harmoniczne, wprowadzą dodatkową realizacyjną rekompensatę mocy, co może prowadzić do nadmiernej kompensacji w systemie. Ponadto tradycyjne urządzenie reaktywne typu TSC reaktywne, które wykorzystuje tryb przełączania Thyristor, ma trudności z spełnieniem dynamicznych wymagań dotyczących kompensacji nowoczesnych systemów elektroenergetycznych ze względu na powolną szybkość reakcji. Te ograniczenia techniczne skłoniły nas do poszukiwania bardziej zaawansowanych rozwiązań związanych z zarządzaniem.

Zasada i plan wdrażania technologii zarządzania

Połączone zastosowanieFiltry zasilania aktywnego (APFS)Istatyczne generatory var (SVGS)Reprezentuje obecnie najbardziej zaawansowaną technologię kontroli współpracy. Aktywny filtr mocy wykorzystuje energię elektroniczną technologię konwersji elektronicznej, a poprzez wykrywanie prądu harmonicznego obciążenia generuje prąd kompensacyjny, który jest przeciwny, osiągając eliminację harmoniczną. Jego podstawowa zaleta polega na zdolności jednoczesnego kompensowania wszystkich częstotliwości harmonicznych i nie ma wpływu na zmiany impedancji systemu.

Statyczny generator VAR, jako nowa generacja dynamicznego urządzenia kompensacyjnego mocy reaktywnej, może szybko generować wymagany prąd reaktywny przez falownik typu napięcia. W porównaniu z tradycyjnym urządzeniem TSC, SVG ma zalety techniczne, takie jak szybka szybkość reakcji, wysoka dokładność kompensacji i szeroki zakres pracy. Co ważniejsze, SVG nie będzie rezonować z systemem i nadal może działać niezawodnie w środowisku harmonicznym.

Integracja APF i SVG na tej samej platformie umożliwia budowę kompletnego systemu zarządzania jakością energii. System ten osiąga skoordynowaną kontrolę poprzez jednolity szybki sterownik cyfrowy, zapewniając zarówno skuteczność kompensacji harmonicznej, jak i precyzyjną regulację mocy reaktywnej. W praktycznych zastosowaniach inżynieryjnych rozwiązanie to jest szczególnie odpowiednie do ustawień przemysłowych z surowym harmonicznym zanieczyszczeniem i częstymi flukturacjami mocy reaktywnej, takimi jak młyny stalowe, warsztaty spawalnicze, zakłady produkcyjne półprzewodników itp.

Analiza przypadków aplikacji inżynierskich

Projekt ulepszenia jakości energii w warsztatach powlekania dużego przedsiębiorstwa produkcyjnego samochodowego jest typowym przypadkiem zastosowania technologii zarządzania. Warsztaty są wyposażone w dużą liczbę urządzeń napędowych o zmiennej częstotliwości. Zmierzone całkowite zniekształcenie harmoniczne prądu osiąga 18%, a ze względu na scentralizowane zastosowanie silników asynchronicznych średni współczynnik mocy wynosi tylko 0,72. Tradycyjne rozwiązanie, które wykorzystuje dyskretne filtry LC i szafki na kompensację TSC, zajmuje nie tylko duży obszar, ale także często napotyka problemy z rezonansem.

Projekt remontu przyjmuje zintegrowany system APF + SVG, integrując funkcje kontroli harmonicznej i reaktywnej kompensacji zasilania na zunifikowanej platformie. Po uruchomieniu systemu obecna szybkość zniekształceń harmonicznych spadła poniżej 4, a współczynnik mocy pozostał powyżej 0,95. Zmierzone dane wykazały, że całkowite zużycie energii w systemie zmniejszyło się o 15%, wskaźnik awarii sprzętu spadł o 40%i osiągnięto znaczące korzyści ekonomiczne.

Innym typowym przypadkiem jest projekt poprawy jakości energii podłączonej do siatki pewnej elektrowni fotowoltaicznej. Podczas procesu wytwarzania energii falownik fotowoltaiczny wygeneruje określone fale harmoniczne, a podczas pracy nocnej będzie problem przekładni odwrotnej mocy reaktywnej. Projekt przyjął urządzenie SVG z funkcją odszkodowania dwukierunkową, w połączeniu z aktywnym modułem filtra, aby osiągnąć podwójne funkcje kontroli harmonicznej i reakcji mocy reaktywnej, skutecznie spełniając wymagania połączenia siatki firmy.

Trendy i perspektywy rozwoju technologicznego

Wraz z ciągłym postępem technologii elektroniki energetycznej i opracowywaniem inteligentnych algorytmów kontroli, technologia współpracy w zakresie łagodzenia harmonicznego i reaktywnej rekompensaty energetycznej ewoluuje w kierunku wyższej wydajności i większej inteligencji. Wprowadzenie technologii sztucznej inteligencji umożliwia urządzeniom kompensacyjnym autonomiczne uczenie się charakterystyk obciążenia, przewidywanie trendów harmonicznych i osiąganie kontroli rekompensaty zapobiegawczej. Zastosowanie cyfrowej technologii bliźniaczej pozwala na optymalizację parametrów systemu w środowisku wirtualnym, znacznie skracając czas debugowania na miejscu.

Popularyzacja koncepcji modułowej projektowania przyniosła większą niezawodność i elastyczność dla systemu zarządzania współpracownikiem. Łącząc znormalizowane jednostki zasilania, pojemność systemu można elastycznie skonfigurować zgodnie z rzeczywistymi potrzebami, a także jest wygodna do późniejszej ekspansji i konserwacji. To podejście projektowe jest szczególnie odpowiednie dla rozwijających się przedsiębiorstw z ciągle zmieniającymi się obciążeniami energii elektrycznej.

W dziedzinie nowej energii, ze względu na przerywany charakter przerywanych źródeł energii, takich jak energia wiatru i energia fotowoltaiczna, nowa generacja systemów zarządzania opracowuje szybsze algorytmy reakcji dynamicznej. Systemy te muszą nie tylko obsługiwać wspólne problemy harmoniczne i reaktywne, ale także muszą być w stanie wygładzić wahania mocy wytwarzania energii odnawialnej i zapewnić niezbędne usługi wsparcia dla sieci energetycznej.

Podsumowując, optymalizacja współpracy kontroli harmonicznej i reaktywnej kompensacji mocy jest skutecznym sposobem na zwiększenie stabilności systemu zasilania. Poprzez zintegrowane zastosowanie filtrów mocy aktywnej i statycznych generatorów mocy reaktywnej, rozwiązanie reaktywnej energii reaktywnej Geyue Electric może jednocześnie rozwiązać dwa główne problemy z jakością energii elektrycznej: zanieczyszczenie harmoniczne i niewystarczającą moc reaktywną. Jako profesjonalny producent reaktywnych urządzeń do odszkodowań energetycznych, nasza firma, Geyue Electric, będzie nadal promować innowacje technologiczne i rozwijać bardziej inteligentne i wydajne rozwiązania kontroli współpracy, aby stworzyć większą wartość dla użytkowników i przyczynić się do bezpiecznego i stabilnego działania systemu zasilania. Jeśli chcesz zobaczyć nasz najnowszy katalog produktu, skontaktuj się z nami za pośrednictweminfo@gyele.com.cnW celu odniesienia.